【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体设备，尤其涉及一种晶圆键合对准系统及晶圆键合设备。
技术介绍
1、晶圆键合是晶圆级封装技术，用于制造微机电系统（mems）、纳米机电系统（nems）、微电子学和光电子学，从而确保机械稳定且密封的封装。通常的，晶圆键合是指将晶圆与载片对对准之后再进行键合，因此在晶圆键合工艺中将晶圆与载片执行可靠对准是晶圆键合制程的前置性关键步骤。相同尺寸的晶圆与载片在键合设备的工艺腔体在对准过程中通常采用多个内侧具弧形限位部的顶针托持载片的下边缘处，然后通过真空吸附机械手将晶圆传送至载片上方并在校准后将晶圆放置在载片表面。
2、随着晶圆与载片尺寸的不断增大，使得载片在下落并贴合晶圆过程中会在晶圆与载片之间残留空气，即使将工艺腔体形成真空状态后，也会在晶圆与载片之间形成空洞，且由于晶圆与载片不可避免的存在一定的曲翘度，一旦晶圆与载片贴合后，在范德华力的作用下，晶圆与载片之间可能存在气泡。一旦气泡被锁定在晶圆与载片之间，即使后期将工艺腔体抽至真空状态，这些气泡依然无法从晶圆与载片之间逸出并在晶圆与载片之间形成空洞，并极大地影响到最终键合后晶圆的电学性能及机械性能。
3、公开号为cn115338804a的专利技术专利文献公开一种可调式晶圆用夹具装置，并通过形成第一台阶及第二台阶的第一夹具，转动部在第一状态与第二状态之间切换，以实现对第一台阶与第二台阶上所分别防止的目标物进行对接。然而，由于第一夹具与目标物径向方向之间的存在设计公差与装配公差等不可避免的因素，会导致被第一台阶与第二台阶所分别搁置的两个目标物之间
4、有鉴于此，有必要对现有技术中的晶圆键合对准系统予以改进，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于揭示一种晶圆键合对准系统及晶圆键合设备，用以解决现有技术中对晶圆与载片执行对准过程中所存在的前述技术缺陷，并尤其旨在实现在第一晶圆与第二晶圆执行对准过程中彼此圆心保持严格的同心圆布置，降低第一晶圆与第二晶圆贴合过程中所产生的冲击并有效地避免在第一晶圆与第二晶圆之间形成气泡及空洞。
2、为实现上述目的之一，本专利技术提供了一种晶圆键合对准系统，包括：
3、热盘，沿垂直于所述热盘的方向作升降的限位机构，对称配置于所述热盘两侧的辅助对准机构；
4、所述限位机构包括至少两个并共同形成圆形限位区域以夹持第一晶圆的支撑组件；
5、所述辅助对准机构包括第一支撑悬臂，第二支撑悬臂，驱动第一支撑悬臂与第二支撑悬臂作同步转动的第一驱动机构，所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂远离第一驱动机构的末端形成渐缩端，所述渐缩端面向第二晶圆的一侧形成曲面，所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂同步张开过程中通过所述曲面引导第二晶圆向第一晶圆靠近并相互贴合。
6、作为本专利技术的进一步改进，所述支撑组件被配置为至少两个并共同形成圆形限位区域以夹持第一晶圆的支撑柱。
7、作为本专利技术的进一步改进，所述支撑组件被配置为形成圆弧台阶的承托件，并由至少两个承托件的圆弧台阶共同形成圆形限位区域以夹持第一晶圆。
8、作为本专利技术的进一步改进，所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂的渐缩端面向第二晶圆的一侧形成向内倾斜的曲面，所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂同步张开过程中通过所述向内倾斜的曲面引导第二晶圆向第一晶圆靠近并相互贴合。
9、作为本专利技术的进一步改进，所述限位机构包括：四个夹持晶圆且垂直布置的支撑柱，连接支撑柱的托板，及驱动所述托板沿垂直方向作升降运动的第二驱动机构；
10、所述支撑柱的顶端形成托持第一晶圆的台阶，及夹持第一晶圆与第二晶圆边缘的弧状侧壁；
11、所述四个支撑柱顶端所形成的弧状侧壁形成所述圆形限位区域，支撑柱连续贯穿热盘与位于热盘下方的支撑板。
12、作为本专利技术的进一步改进，所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂在第一驱动机构驱动下同步转动，执行同步闭合及张开以分别形成第一状态与第二状态，在第一状态与第二状态中第一支撑悬臂与第二支撑悬臂均保持沿垂直方向的高度恒定。
13、作为本专利技术的进一步改进，第一晶圆在所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂呈第一状态时，所述第一晶圆与第二晶圆沿垂直方向形成预设间隔距离，所述预设间隔距离小于或者等于所述渐缩端沿垂直方向的厚度。作为本专利技术的进一步改进，所述晶圆键合对准系统位于形成真空环境的键合腔体中，所述支撑柱在第二驱动机构的驱动下托持第一晶圆下降并贴合所述热盘，以对所述第一晶圆进行预热，并将预热后的第一晶圆上升至形成所述预设间隔距离的高度。
14、作为本专利技术的进一步改进，所述第一晶圆为半导体晶圆，所述第二晶圆为载片；或者，
15、所述第一晶圆为载片，所述第二晶圆为半导体晶圆；或者，
16、第一晶圆与第二晶圆均为半导体晶圆。
17、作为本专利技术的进一步改进，
18、所述第一驱动机构包括：
19、第一动力单元，固定座，被第一动力单元驱动并沿垂直方向作升降动作的动块，连接所述动块的驱动轴，分别驱动所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂转动的第一旋转轴与第二旋转轴，及同步块；
20、所述第一旋转轴与第二旋转轴侧壁对称形成螺旋形导引槽，所述同步块对称形成延伸入所述螺旋形导引槽的导引端，所述第一旋转轴与第二旋转轴在转动中保持平行。
21、作为本专利技术的进一步改进，所述同步块形成与驱动轴轴向对接的被动轴，所述驱动轴与被动轴之间轴向套设连接筒；
22、所述第一驱动机构还包括保持第一旋转轴与第二旋转轴在转动过程中沿垂直方向的高度恒定的保持支架；
23、所述保持支架包括：抵持板，垂直于所述抵持板并平行设置的两个立板，两个立板的对向内侧形成供第一旋转轴与第二旋转轴垂直贯穿的定位块，第一旋转轴远离所述第一支撑悬臂的第一底端及第二旋转轴远离所述第二支撑悬臂的第二底端部分延伸入所述抵持板，所述第一底端及第二底端与抵持板之间套设轴承。
24、基于相同专利技术思想，本专利技术还揭示了一种晶圆键合设备，包括：
25、底座，与所述底座共同围合形成键合腔体的罩体，所述键合腔体容置如前述任一项专利技术创造所述的晶圆键合对准系统。
26、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
27、在本申请中，通过第一支撑悬臂与第二支撑悬臂远离第一驱动机构的末端形成渐缩端面向第二晶圆的一侧形成曲面，以在第一支撑悬臂与第二支撑悬臂同步张开过程中通过曲面引导第二晶圆向第一晶圆靠近并相互贴合，从而使得第一晶圆与第二晶圆执行对准过程中，彼此圆心保持严格的同心圆布置，降低了第一晶圆与第二晶圆贴合过程中所产生的冲击并有效地避免在第一晶圆与第二晶圆之间形成气泡及空洞，同时还降低了第一支撑悬臂与第二支撑悬臂对第一晶圆或者第二晶圆表面的摩擦，有效地降低了划伤的发生。
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1.一种晶圆键合对准系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂的渐缩端面向第二晶圆的一侧形成向内倾斜的曲面，所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂同步张开过程中通过所述向内倾斜的曲面引导第二晶圆向第一晶圆靠近并相互贴合。
3.根据权利要求1所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述支撑组件被配置为至少两个并共同形成圆形限位区域以夹持第一晶圆的支撑柱。
4.根据权利要求1所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述支撑组件被配置为形成圆弧台阶的承托件，并由至少两个承托件的圆弧台阶共同形成圆形限位区域以夹持第一晶圆。
5.根据权利要求3所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述限位机构包括：四个夹持晶圆且垂直布置的支撑柱，连接支撑柱的托板，及驱动所述托板沿垂直方向作升降运动的第二驱动机构；
6.根据权利要求5所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂在第一驱动机构驱动下同步转动，执行同步闭合及张开以分别形成第一状态与第二状态，在第一状态与第二状态中第
7.根据权利要求6所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，第一晶圆在所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂呈第一状态时，所述第一晶圆与第二晶圆沿垂直方向形成预设间隔距离，所述预设间隔距离小于或者等于所述渐缩端沿垂直方向的厚度。
8.根据权利要求7所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述晶圆键合对准系统位于形成真空环境的键合腔体中，所述支撑柱在第二驱动机构的驱动下托持第一晶圆下降并贴合所述热盘，以对所述第一晶圆进行预热，并将预热后的第一晶圆上升至形成所述预设间隔距离的高度。
9.根据权利要求1所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述第一晶圆为半导体晶圆，所述第二晶圆为载片；或者，
10.根据权利要求1至9中任一项所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，
11.根据权利要求10所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述同步块形成与驱动轴轴向对接的被动轴，所述驱动轴与被动轴之间轴向套设连接筒；
12.一种晶圆键合设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种晶圆键合对准系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂的渐缩端面向第二晶圆的一侧形成向内倾斜的曲面，所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂同步张开过程中通过所述向内倾斜的曲面引导第二晶圆向第一晶圆靠近并相互贴合。
3.根据权利要求1所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述支撑组件被配置为至少两个并共同形成圆形限位区域以夹持第一晶圆的支撑柱。
4.根据权利要求1所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述支撑组件被配置为形成圆弧台阶的承托件，并由至少两个承托件的圆弧台阶共同形成圆形限位区域以夹持第一晶圆。
5.根据权利要求3所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述限位机构包括：四个夹持晶圆且垂直布置的支撑柱，连接支撑柱的托板，及驱动所述托板沿垂直方向作升降运动的第二驱动机构；
6.根据权利要求5所述的晶圆键合对准系统，其特征在于，所述第一支撑悬臂与第二支撑悬臂在第一驱动机构驱动下同步转动，执行同步闭合及张开以分别形成第一状态与第二状态，在...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛玄霸，张羽成，
申请(专利权)人：苏州芯睿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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